新研究揭示了太阳辐射和地幔过程之间令人惊讶的联系
多年来，科学家一直认为，地球内部的变化，如火山爆发和板块碰撞，主要影响地表环境。大约 6600 万年前的大规模灭绝以及冰室气候和温室气候之间的转变等事件被认为主要由这些深层地球过程驱动。然而，《自然通讯》发表的一项新研究揭示了一个令人惊讶的新方面：太阳辐射也会影响地球的深层内部。
太阳辐射随纬度变化，在海面形成温度梯度，影响海洋生物的分布。这些富含碳的生物通过洋板块俯冲被运送到地球内部。中国科学院地质与地球物理研究所的研究人员发现，这一过程显著影响了弧岩浆的氧化还原状态。
弧岩浆的“氧化还原”状态是指火山弧中形成的岩浆中还原(失去氧气或获得电子)和氧化(获得氧气或失去电子)条件之间的平衡。海洋生物充当有机碳，是固体地球的主要还原剂。因此，弧岩浆的氧化还原状态可以反映太阳的影响如何深入地球。
研究人员收集了数千份岩浆样本，揭示了全球氧化还原状态的变化，这对于确定铜、锡和锂等金属矿石(可再生能源技术的关键元素)至关重要。这些样本为了解地表气候与地球深层过程之间的相互作用提供了重要见解。
弧岩浆中的钒和钪含量是地球化学模型中的关键指标。通过汇编新生代弧岩浆和橄榄石熔融包裹体的全球地球化学数据，研究人员发现弧岩浆的氧化还原分布与纬度有关，低纬度地区的氧化岩浆比高纬度地区的少。
“之前的研究主要比较来自同一经度区域的样本，例如北半球的美国和热带地区的墨西哥，没有发现显著差异。然而，来自不同纬度的样本表现出不同的氧化还原反应，这激起了我们的好奇心。试图解释这些差异使我们发现了这种意想不到的模式，”地质学家、这项研究的共同作者万博在分享他进行这项研究的动机时说。
“这种意外的模式表明，地表气候对地球深层有直接的影响。这也表明地球表面环境和气候对地球深层有着至关重要的影响，”WAN说。
那么太阳是如何对地球内部起作用的呢?
海底研究提供了进一步的证据，表明低纬度地区碳沉积物减少较多。这些碳与硫相互作用形成硫化物，硫化物随后被输送到地幔中，形成了观察到的氧化还原模式。
“观测到的模式表明地表环境与地球深层氧化还原状态之间存在紧密的联系，为探索不同纬度俯冲系统的资源和环境影响提供了新的方向。”该研究的通讯作者胡方阳说。
虽然结果令人信服，但研究人员承认需要更多来自全球海洋和俯冲沉积物的数据。这项研究为科学探索开辟了新途径。
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